齐鲁苯乙烯装置模拟优化和节能改造

【摘要】： 苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料,它是仅次于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧乙烷(EO)的第四大乙烯衍生产品。由于国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长,我国苯乙烯的产能增速明显。 中国石化齐鲁股份有限公司塑料厂的苯乙烯装置改扩建完成后,能耗较高。为进一步降低能耗,实现能量的回收,对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。本文使用化工流程模拟软件PRO/Ⅱ对现有苯乙烯生产工艺进行了模拟计算,对装置进行了多次的模拟优化和节能改造。 本文首先探讨了国内主要苯乙烯生产路线,结合扩建后的齐鲁20万吨/年苯乙烯装置情况,介绍了苯乙烯装置的模拟优化和节能改造。 根据工艺流程,选用适宜的操作单元模块和热力学方法,建立过程模型进行稳态模拟计算。采用PRO/II流程模拟软件对流程进行了模拟及灵敏度分析,对工艺参数进行了优化,得到了适宜的操作条件;在模拟计算的基础上,对苯乙烯的换热网络进行了优化,消除了蒸汽放空的浪费现象;提出了乙苯/水蒸汽过热器的改造方案,消除了影响装置运行的瓶颈;针对T-203塔和T-402塔的冷凝潜热未能充分利用的问题,提出了改进换热网络,增加换热器预热苯和脱氢液的技改方案,改造后的生产表明,装置的蒸汽用量降低2.6t/h,有效地回收了装置的冷凝潜热;通过分析装置内的工艺物流和设备结构,提出了增加F-301锅炉水预热段和增加空气预热器的节能改造方案,改造后的实际运行效果表明,燃料气用量减少50kg/hr,增加蒸汽产量0.4t/h,节能效果显著;针对E-301换热能力不足的问题,通过模拟计算分析了E-301存在的设计问题,并提出了改造方案,半年多的生产表明,该换热器的换热能力明显提高,改造取得了圆满成功。通过优化和改造,年增加经济效益1400万元。 该套苯乙烯装置的模拟优化和节能改造为国内同类装置的流程优化提供了经验。 【关键词】：苯乙烯 节能 回流比 模拟优化
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TQ241.21
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 文献综述7-19
• 1.1 乙苯及苯乙烯的主要生产技术7-8
• 1.2 乙苯生产技术8-10
• 1.2.1 乙苯生产技术的发展史8
• 1.2.2 国内的乙苯生产工艺简介8-10
• 1.3 乙苯脱氢制苯乙烯生产技术及其发展趋势10-12
• 1.3.1 苯乙烯的生产技术发展史10-11
• 1.3.2 国内的苯乙烯生产工艺简介11-12
• 1.4 国内苯乙烯装置简况12-13
• 1.5 苯乙烯生产的反应原理13-16
• 1.6 PRO/ II 流程模拟软件介绍16-18
• 1.6.1 PRO/ II 的组分及其物性17
• 1.6.2 PRO/ II 的模型介绍17-18
• 1.7 本课题研究的目的及意义18-19
• 第二章 齐鲁苯乙烯装置的改扩建19-27
• 2.1 装置改扩建简介19-20
• 2.2 工艺路线及技术特点20
• 2.2.1 乙苯单元20
• 2.2.2 苯乙烯单元20
• 2.3 工艺流程简介20-25
• 2.3.1 烷基化单元(100 号)21
• 2.3.2 乙苯精馏单元(200 号)21-24
• 2.3.3 脱氢单元(300 号)24-25
• 2.3.4 苯乙烯精馏单元(400 号)25
• 2.4 新装置运行存在的问题25-26
• 2.5 小结26-27
• 第三章 苯乙烯装置节能改造和模拟优化27-55
• 3.1 物性方法的选择27-31
• 3.2 精馏塔的节能优化31-44
• 3.2.1 苯塔(T-201)的节能优化31-35
• 3.2.2 乙苯塔(T-202)的节能优化35-37
• 3.2.3 乙苯回收塔(T-402)的节能优化37-41
• 3.2.4 精苯乙烯塔(T-403)的节能优化41-44
• 3.3 优化蒸汽管网44-45
• 3.4 输送泵改为变频调速控制45-46
• 3.5 冷凝潜热回用改造46-49
• 3.6 蒸汽过热炉节能改造49-50
• 3.6.1 蒸汽过热炉运行现状49
• 3.6.2 改造内容49-50
• 3.6.3 改造后的效果50
• 3.7 乙苯/蒸汽过热器改造50-54
• 3.7.1 乙苯/蒸汽过热器存在的问题50-51
• 3.7.2 E-301 换热能力不足的原因分析51-52
• 3.7.3 E-301 的改造方案52-53
• 3.7.4 改造后的效果53-54
• 3.8 小结54-55
• 第四章 结论55-56
• 参考文献56-59
• 发表论文和科研情况说明59-60
• 致谢60

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